洛陽(yáng)市水產(chǎn)技術(shù)推廣站 吳曉軍河南省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校洛陽(yáng)市分校 馬會(huì)麗

大數(shù)據(jù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化運(yùn)用

洛陽(yáng)市水產(chǎn)技術(shù)推廣站 吳曉軍
河南省農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校洛陽(yáng)市分校 馬會(huì)麗

河南省農(nóng)業(yè)廳科技教育處 主辦

一、大數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的作用

我國(guó)農(nóng)業(yè)的根本問題并非集中在效率、效益以及效能方面，而是因?yàn)楦鞣N生產(chǎn)要素之間缺少耦合效應(yīng)，各方面的產(chǎn)業(yè)鏈條銜接也不牢固，增加了農(nóng)業(yè)大系統(tǒng)循環(huán)性，但是相互之間的協(xié)同性卻很難達(dá)標(biāo)。這些問題導(dǎo)致當(dāng)前農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展越來(lái)越粗放，并且這種粗放是因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)資源比較薄弱，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不夠合理、數(shù)據(jù)不標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范等原因?qū)е碌摹?/p>

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種以前收集不到的數(shù)據(jù)都開始收錄到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，提升了數(shù)據(jù)流動(dòng)性。數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)服務(wù)能力也從側(cè)面得到了發(fā)展，所以大數(shù)據(jù)開始成為我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品定位儀、農(nóng)業(yè)市場(chǎng)導(dǎo)航燈，為未來(lái)一段時(shí)間我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了方向。

二、大數(shù)據(jù)在當(dāng)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用效果

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以從本質(zhì)上反映出客觀事物，同時(shí)還可以體現(xiàn)出客觀事物自身的數(shù)據(jù)特征，促進(jìn)不同事物相互深度耦合，起到提升效能的作用。另外，還可以通過數(shù)據(jù)間相關(guān)特征來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的事物主要發(fā)展方向，提升了項(xiàng)目的預(yù)見性。從當(dāng)前來(lái)看，不論是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)、農(nóng)業(yè)消費(fèi)還是農(nóng)業(yè)貿(mào)易等，各個(gè)環(huán)節(jié)都可以通過大數(shù)據(jù)來(lái)提升工作效能，提升工作質(zhì)量。

（一）通過發(fā)揮大數(shù)據(jù)耦合效應(yīng)的方式來(lái)提升生產(chǎn)決策的精確性

大數(shù)據(jù)的作用不僅僅局限在發(fā)現(xiàn)自身價(jià)值方面，同時(shí)也可以利用大數(shù)據(jù)來(lái)幫助相關(guān)組織、人員更加深刻地認(rèn)識(shí)到自身的長(zhǎng)處和短處，促進(jìn)耦合作用正常發(fā)揮，并提升他物的價(jià)值。國(guó)內(nèi)外在農(nóng)業(yè)粗放生產(chǎn)改變方面，一般都是圍繞著氣象預(yù)報(bào)、水肥管理以及病蟲害預(yù)報(bào)等內(nèi)容來(lái)優(yōu)化工作體系。前些年國(guó)家提出，要嚴(yán)格按照不同地區(qū)的實(shí)際情況，將配方肥融入到田間地頭，淘汰傳統(tǒng)施肥模式。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，幫助化肥生產(chǎn)企業(yè)共同推廣配方肥。不論是泰國(guó)、越南還是印尼等國(guó)，都開始將遙感信息技術(shù)和作物保險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工作計(jì)劃相互融合，并廣泛應(yīng)用于水稻等作物的生產(chǎn)中。

（二）促進(jìn)數(shù)據(jù)科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的相互結(jié)合

工作人員要不斷完善數(shù)據(jù)科學(xué)工作理論方法體系，并且綜合國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡明全新的農(nóng)業(yè)信息科學(xué)概念、信息學(xué)科理論以及方法等，通過這些方式來(lái)引領(lǐng)不同地區(qū)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)變革，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)飛速發(fā)展。數(shù)據(jù)密集型的科學(xué)已經(jīng)成為科研項(xiàng)目第四范式，可以有效推動(dòng)信息技術(shù)科學(xué)和現(xiàn)代農(nóng)學(xué)的相互融合，但是要將數(shù)據(jù)當(dāng)成一門學(xué)科來(lái)研究，還需要綜合考慮各種大數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)，并不斷創(chuàng)新工作方法，提升大數(shù)據(jù)學(xué)科體系建設(shè)質(zhì)量。

目前國(guó)內(nèi)許多高校都已經(jīng)開始著手成立專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)，設(shè)定大數(shù)據(jù)工作專業(yè)。所以未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，大數(shù)據(jù)生命周期、大數(shù)據(jù)演化以及大數(shù)據(jù)傳播規(guī)律等，都可以和相關(guān)學(xué)科之間相互融合。

（三）構(gòu)建農(nóng)業(yè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)

要全面提升大數(shù)據(jù)實(shí)用性，就必須要構(gòu)建農(nóng)業(yè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并不斷夯實(shí)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。將現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)建設(shè)中的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)、管理環(huán)節(jié)等。對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，提升數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性和準(zhǔn)確性。

三、大數(shù)據(jù)核心技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的研究進(jìn)展

（一）大數(shù)據(jù)獲取

按照農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)來(lái)源對(duì)其進(jìn)行分類，分別將其分成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)資源以及各種環(huán)境數(shù)據(jù)等。針對(duì)不同領(lǐng)域農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)內(nèi)容來(lái)獲取相關(guān)技術(shù)，包含感知技術(shù)、項(xiàng)目識(shí)別技術(shù)、項(xiàng)目采集技術(shù)等。首先，感知技術(shù)的主要作用，是分別從不同尺感度的方面來(lái)感知來(lái)自于動(dòng)植物的生命及環(huán)境信息。而在地域范圍，工作人員主要考慮對(duì)地觀測(cè)問題以及宏觀布局問題。將遙感、便攜式的GPS面積測(cè)繪儀等融入到日常觀測(cè)中，考慮動(dòng)植物生長(zhǎng)信息時(shí)空變異性特點(diǎn)；將Wrb GIS動(dòng)植物生長(zhǎng)信息動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平臺(tái)與項(xiàng)目檢測(cè)相結(jié)合，從視域的角度來(lái)分析動(dòng)植物生態(tài)環(huán)境復(fù)雜性，將動(dòng)植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)、動(dòng)植物病害以及相關(guān)位置的污染信息等，采集到傳感器中，在不同的領(lǐng)域范圍中，判定動(dòng)植物信息干擾因素。其次，識(shí)別技術(shù)還可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用RFID技術(shù)來(lái)強(qiáng)化農(nóng)產(chǎn)品原料、農(nóng)產(chǎn)品加工以及農(nóng)產(chǎn)品銷售等環(huán)節(jié)的監(jiān)管強(qiáng)度，并優(yōu)化無(wú)損檢測(cè)。

使用紅外線光譜、X射線以及計(jì)算機(jī)視覺等無(wú)損檢測(cè)工作技術(shù)，并將這些技術(shù)融入到農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析、農(nóng)產(chǎn)品商品監(jiān)控等環(huán)節(jié)。智能移動(dòng)采集技術(shù)的主要目標(biāo)是農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)、農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)銷體系以及農(nóng)產(chǎn)品管理信息。傳統(tǒng)大數(shù)據(jù)在獲取材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及性能指標(biāo)方面的處理方法都比較單一，種植業(yè)傳感技術(shù)只能對(duì)氣溫進(jìn)行測(cè)量、對(duì)濕度進(jìn)行測(cè)量以及對(duì)二氧化碳信息進(jìn)行測(cè)量。而隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器材料已經(jīng)開始從液態(tài)模式轉(zhuǎn)變成半固態(tài)化模式、固態(tài)化發(fā)展方向，整體結(jié)構(gòu)更小、更加集成且模塊化特點(diǎn)突出。當(dāng)前國(guó)內(nèi)所研發(fā)出的傳感器已經(jīng)可以用來(lái)監(jiān)測(cè)植物冠層的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、監(jiān)測(cè)徑流以及檢測(cè)病蟲害。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)大數(shù)據(jù)獲取技術(shù)必然會(huì)不斷的發(fā)生變化，而變化的重點(diǎn)會(huì)集中在信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)作物機(jī)理相互結(jié)合、動(dòng)物行動(dòng)狀態(tài)和市場(chǎng)變化相互結(jié)合等方面，分別在信息獲取廣闊度、信息獲取深度以及信息獲取速度等方面實(shí)現(xiàn)突破。

（二）大數(shù)據(jù)分析處理與傳統(tǒng)小樣本分析的不同之處

因?yàn)槭盏酱髷?shù)據(jù)環(huán)境的影響，數(shù)據(jù)量近年來(lái)呈現(xiàn)出逐漸膨脹的態(tài)勢(shì)。數(shù)據(jù)深度分析技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)需求都在不斷增加，所以大數(shù)據(jù)處理的重要性日漸凸顯。和傳統(tǒng)小樣本統(tǒng)計(jì)分析相比，大數(shù)據(jù)處理更加側(cè)重于從大量的數(shù)據(jù)中尋找相關(guān)關(guān)系，并對(duì)這種相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。（見下圖）。

大數(shù)據(jù)獲取流程圖

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本有了明顯的提升，各種大宗農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格要明顯超過國(guó)際市場(chǎng)的價(jià)格，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新、轉(zhuǎn)型，并通過各種方式來(lái)提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化目標(biāo)，可以取得很好的效果。